BTC/USD 10894.02 -1.66%
ETH/USD 372.15 -3.45%
LTC/USD 47.01 -3.55%
BRENT/USD 43.09 -0.48%
GOLD/USD 1949.69 6.14%
RUB/USD 75.03 -0.22%
Tokyo
Moscow
New-York

Ученые обнаружили, что тонкие слои ржавчины генерируют электричество от протекающей воды

0

Причал ржавый

Недавнее исследование показало, что в ультратониких слоях железа вырабатывается электроэнергия, когда по ним течет соленая вода. Этот эффект можно использовать в качестве нового способа производства электричества в уже существующей инфраструктуре или для разработки новых решений.

Явление, открытое исследователями из Калифорнийского технологического института и Северо-Западного университета, не связано с химическими реакциями, а основано на превращении кинетической энергии протекающей соленой воды в электричество. Ранее этот эффект уже наблюдали в пленках графена и было установлено, что эффективность преобразования составляет около 30%.

Поскольку произвести достаточное количество двумерного материала для использования в промышленных масштабах достаточно сложно, то ученые начали изучать более доступные альтернативы. В результате они обнаружили, что пленки оксида железа также подходят, при этом их проще создавать и масштабировать.

Хотя на железных сплавах ржавчина появляется сама по себе, но для получения сплошного слоя на тонком листе металла, команда использовала физическое осаждение из паровой фазы. Данный метод предусматривает превращение твердых материалов в пар, который конденсируется на желаемой поверхности. В результате они создали слой оксида железа толщиной 10 нм, что примерно в 10 тыс. раз тоньше человеческого волоса.

Когда они взяли лист железа, покрытого ржавчиной, и сливали по нему растворы соленой воды с различными концентрациями, то обнаружили, что в нем генерируется несколько десятков милливольт и несколько микроампер на см2. При использовании листа площадью 10 м2, он сможет вырабатывать несколько киловатт энергии в час, чего хватит для обеспечения 1-2 обычных квартир.

Механизм генерации электричества путем электрокинетического эффекта сложен и включает в себя ионную адсорбцию и десорбцию. Но, по сути, он работает следующим образом: ионы, присутствующие в соленой воде, притягивают электроны в железе под слоем ржавчины. Ионы в воде перемещаются вместе с ней и из-за силы притяжения они тянут за собой электроны в железе, генерируя электрический ток.

Исследователи говорят, что это явление можно эффективно использовать в местах, где есть движущиеся солевые растворы. Варианты включают использование энергии приливов, или системы пассивного преобразования энергии волн на буях или других объектах в море или океане. Они даже рассматривают возможность использования движение соленой воды в венах человека для питания имплантантов.

Ранее мы также сообщали об усовершенствовании технологии электролиза морской воды.

текст: Илья Бауэр, фото: Unsplash